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예상치 못한 발견; 식물은 인간의 암 치료에 열쇠를 가질 수 있습니다

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농업 생산성을 높이려면 식물이 광합성을 수행하는 방식을 잘 이해하는 것이 중요합니다. 식물은 빛을 사용하여 성장 및 개화시기를 결정하고 빛을 찾기 위해 광수용체라는 단백질을 사용합니다. 과학자들은 농업 생산성을 높이는 것 외에도 식물이 작동하는 방식을 이해하면 다른 분야에서도 일련의 이점을 얻을 수 있다고 말합니다.

올라스 파드밀조교수 콜드 스프링 하버 연구소 그의 팀원들과 함께 그들은 단백질이 어떻게 UBP12와 UBP13은 CRY2 광수용체 활동을 조절합니다. 이 과학자들의 발견은 식물의 성장을 제어하는 ​​새로운 전략의 기초로 이어질 수 있습니다. 전문가들은 이러한 발견의 잠재적인 이점이 농업을 넘어 확장된다고 말합니다.

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SciTechDaily에 따르면 CRY 광수용체는 식물에만 국한되지 않고 인간에서도 발견됩니다. 과학자들은 이러한 광수용체를 당뇨병, 암 및 여러 유형의 뇌 장애와 같은 여러 질병과 연관시킵니다. CRY2는 식물과 인간의 성장을 조절하는 데 도움이 됩니다. 식물의 통제되지 않은 성장은 생존 능력을 감소시키고 인간에게 암을 유발합니다. Olas Pedmil은 “성장 과정을 이해하면 암을 치료할 수 있는 방법을 찾을 수 있습니다.

Arabidopsis thaliana 식물에서 CRY2, UBP12 및 UBP13 단백질의 활성 수준을 조작하면 성장에 영향을 미칩니다. 왼쪽에서 첫 번째 식물은 정상적인 성장을 보여줍니다. 두 번째 식물은 CRY2가 부족하고 무성합니다. 세 번째 식물은 UBP12 및 UBP13 단백질의 혜택을 받지 못했고 예상보다 덜 성장했습니다. 네 번째 공장은 높은 수준의 UBP12와 UBP13을 가지고 있고 다섯 번째 공장은 높은 수준의 CRY2를 가지고 있습니다.

식물이 자라서 꽃을 피우는 시기를 알기 위해서는 적절한 양의 CRY2 단백질이 필요합니다. Padmil과 그의 친구 중 한 명이 박사후 과정 프로그램에 참여했습니다. 루이스 린드벡 조사 후, 그들은 UBP12와 UBP13의 조작이 식물에서 CRY2 양의 변화로 이어질 수 있다는 것을 깨달았습니다.

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과학자들은 UBP12와 UBP13을 증가시키면 CRY2의 양이 감소한다는 것을 발견했습니다. CRY2가 충분하지 않으면 식물은 빛을 충분히 받지 못한다고 생각했습니다. 이러한 조건에 대응하여 식물은 더 많은 빛에 접근하기 위해 비정상적으로 긴 줄기를 키웠습니다.

Olas Pedmil은 “이 상황에서 우리는 식물이 어떻게 자라는지 이해할 수 있는 방법이 있으며 두 개의 단백질을 조작함으로써 식물이 자라는 방식을 변경할 수 있습니다”라고 말합니다. 우리는 꽃 생산량을 늘릴 수 있는 방법을 찾았습니다. 음식을 생산하려면 식물이 꽃을 피워야 합니다. 꽃이 피지 않으면 곡식, 쌀, 밀, 옥수수가 없을 것입니다.”

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Pedmil과 Lindbeck은 UBP12와 UBP13이 CRY2의 양을 어떻게 변화시켰는지 정확히 알지 못했습니다. 연구원들이 상황을 더 자세히 조사했을 때 예상치 못한 놀라운 사실을 발견했습니다. 인간과 다른 유기체에서 UBP12 및 UBP13 버전은 CRY 광수용체의 손실을 방지합니다. 그러나 과학자들은 식물에서 이 과정이 반대라는 것을 발견했습니다. CRY 광수용체를 보호하는 대신 UBP12와 UBP13이 파괴에 기여했습니다.

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“과학 논문에 따르면, 그러한 상호작용은 광수용체 변성을 방지합니다.”라고 현재 스웨덴의 Nordic Biomarker Center에서 연구 개발 엔지니어로 일하고 있는 Lindback이 설명합니다. 처음에 우리는 이 주장의 반대를 보고 우리 작업에 실수가 있었을 수도 있다고 스스로에게 말했습니다. 하지만 몇 번이고 그 과정을 거치면서 아무 문제가 없다는 것을 깨달았습니다. CRY2를 보호하는 대신 이러한 상호 작용은 이 광수용체를 파괴합니다.”

Olas Pedmil은 자신과 그의 팀의 발견이 연구자와 식물 육종가가 작물 수확량을 개선하는 데 도움이 되기를 바랍니다. 그는 또한 이러한 발견이 암에 대한 새로운 연구로 이어지기를 희망합니다. “Cold Spring Harbor 연구소의 동료들은 암을 이해하기 위해 열심히 노력하고 있습니다.”라고 그는 말합니다. 식물을 이용하여 다른 각도에서 암을 조사할 것입니다.”

미국 보건복지부 산하 국립보건원(National Institutes of Health)이 이 연구에 자금을 제공했습니다.

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